車體核裝置勘測儀表新品類設施預設
對車輛探查儀器的有關要求如下。
1)探測區(qū)域小型汽車(如小轎車、吉普車)(1)一個探測器;(2)與地面垂直方向0~2m;(3)與探測器垂直方向及與車輛運動平行的方向均為4m;(4)行駛速度小于8kmh-1。
大型車(如大巴、卡車)(1)兩個探測器兩側(cè)放置,之間距離6m;(2)與地面垂直方向0.7~4m;(3)與探測器垂直方向及與車輛運動平行的方向均為3m(單個探測器);(4)行駛速度小于8kmh-1。
2)假設本底和調(diào)查水平的期望值分別為LB和LS,由于計數(shù)的統(tǒng)計性,其計數(shù)實際分布如所示。若將儀器的報警閾設得等于調(diào)查水平(中E點),則漏報率可達到50%,為減小漏報率必須降低儀器的報警閾(如可設于中C點)。而報警閾的降低又會受本底漲落的影響產(chǎn)生誤報。因此,儀器報警閾的設置必須對本底輻射水平和調(diào)查水平進行綜合考慮。由于非法運輸?shù)暮瞬牧虾头派湫晕镔|(zhì)的量可能非常小并且還可能有屏蔽,所以調(diào)查水平應在不引起太高誤報率和漏報率的情況下盡可能的低。
利用MCNP軟件計算射入閃爍體的γ光子的能量沉積,若γ光子沉積的能量大于某一閾值Eth,則認為該γ光子被探測到。設入射γ光子數(shù)為φ,能量沉積大于閾值Eth的γ光子數(shù)為φ′,探測效率ε=φ′/φ。
ST401塑料閃爍體密度為1.05g/cm3,氫原子與碳原子數(shù)之比為1.1.計算中閃爍體為圓柱體,半徑為50cm,射線從端面垂直入射。射線能量按高濃鈾(93%235U、7%238U)所發(fā)射γ射線能譜分布�?紤]到光電倍增管等噪聲(能當量一般小于20keV)的影響,閾值設為0.02MeV.改變閃爍體厚度,分別計算其γ本征探測效率。
從中可以看出當閃爍體厚度小于15cm時,其探測效率隨厚度的增加而迅速增長,之后增長幅度就不大了,所以閃爍體的厚度應取小于15cm.考慮到閃爍體包裝層對探測效率的影響、性價比以及閃爍體太厚對光收集不利等因素,實際應用中閃爍體厚度一般取5~10cm.
閃爍體寬和高的選擇設本底γ射線注量率為nB,放射源γ射線圖4閃爍體本征探測效率與厚度的關系發(fā)射率為A0,計數(shù)周期為T,閃爍體面積為S。
在一個計數(shù)周期內(nèi)本底輻射、放射源(γ輻射強度為A0)以及總的入射到閃爍體表面的粒子數(shù)分別為NB、N0、NS,若設本征探測效率為100%,則本底計數(shù)、凈計數(shù)和總計數(shù)也分別為NB、N0、NS,且NS=NB+N0。設NB、N0、NS的期望值分別為LB、L0、LS,則LS=LB+L0。
結(jié)語影響探測器性能的因素非常多,對探測器的設計也需要考慮很多因素。本文只是從理論上對核材料探查儀器的探測器設計進行了一些探討,為后續(xù)工作提供一些參考。在實際設計中還需要結(jié)合有關實驗進行更仔細的研究。中國糧油儀器網(wǎng) http://www.pfyin.com/